(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電素子が接続可能で、経路切替信号に応じて負荷側蓄電素子への電力経路を切り替える電力経路切替部と、
上記電力経路切替部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換し、上記負荷側蓄電素子に供給可能な電圧変換部と、
上記発電素子の開放電圧を測定する機能を有し、測定した開放電圧に基づいて上記発電素子の最大動作点電圧を得る特性測定回路と、
上記発電素子の上記開放電圧および上記最大動作点電圧のうち少なくとも上記最大動作点電圧と上記負荷側蓄電素子の電圧との大小関係に応じて生成される切替閾値と、上記負荷側蓄電素子との比較結果に応じた上記経路切替信号を上記電力経路切替部に出力する制御部と、を有し、
上記電力経路切替部は、
上記経路切替信号に応じて、上記発電素子を上記電圧変換部に接続して当該出力を上記蓄電素子側に接続する経路、または、上記発電素子を蓄電素子側に直接接続する経路を形成する
電力制御装置。
【請求項２】
上記電圧変換部は、
入力電圧を昇圧する昇圧系を含み、
上記制御部は、
上記発電素子の上記最大動作点電圧以上で上記開放電圧以下の電圧を上記切替閾値とし、
上記蓄電素子の電圧が上記切替閾値以下の場合には、上記電力経路切替部に対して上記発電素子を蓄電素子側に直接接続する経路を形成するように上記経路切替信号を出力し、
上記蓄電素子の電圧が上記切替閾値以上の場合には、上記電力経路切替部に対して上記発電素子を上記電圧変換部に接続して当該出力を上記蓄電素子側に接続する経路を形成するように上記経路切替信号を出力する
請求項１記載の電力制御装置。
【請求項３】
上記制御部は、
上記蓄電素子の電圧が上記切替閾値以上の場合で、上記発電素子の上記最大動作点電圧があらかじめ設定した上記発電素子による発電出力電圧についての最低補償閾値電圧以上のときに、上記電力経路切替部に対して上記発電素子を上記電圧変換部に接続して当該出力を上記蓄電素子側に接続する経路を形成するように上記経路切替信号を出力する
請求項２記載の電力制御装置。
【請求項４】
上記制御部は、
上記蓄電素子の電圧が上記切替閾値以上で上記開放電圧以下の場合で、上記発電素子の上記最大動作点電圧があらかじめ設定した上記発電素子による発電出力電圧についての最低補償閾値電圧より低いときには、上記電力経路切替部に対して上記発電素子を蓄電素子側に直接接続する経路を形成するように上記経路切替信号を出力する
請求項３記載の電力制御装置。
【請求項５】
上記制御部は、
上記蓄電素子の電圧が上記開放電圧以上の場合で、上記発電素子の上記最大動作点電圧があらかじめ設定した上記発電素子による発電出力電圧についての最低補償閾値電圧より低いときには、上記蓄電素子側端子を開放する
請求項３または４記載の電力制御装置。
【請求項６】
上記電圧変換部は、
入力電圧を降圧する降圧系を含み、
上記制御部は、
上記発電素子の上記最大動作点電圧以下の電圧を上記切替閾値とし、
上記蓄電素子の電圧が上記切替閾値以下の場合には、上記電力経路切替部に対して上記発電素子を上記電圧変換部に接続して当該出力を上記蓄電素子側に接続する経路を形成するように上記経路切替信号を出力し、
上記蓄電素子の電圧が上記切替閾値以上の場合には、上記電力経路切替部に対して上記発電素子を蓄電素子側に直接接続する経路を形成するように上記経路切替信号を出力する
請求項１記載の電力制御装置。
【請求項７】
上記制御部は、
上記蓄電素子の電圧が上記切替閾値以下の場合で、上記発電素子の上記最大動作点電圧があらかじめ設定した上記発電素子による発電出力電圧についての最高補償閾値電圧以下のときに、上記電力経路切替部に対して上記発電素子を上記電圧変換部に接続して当該出力を上記蓄電素子側に接続する経路を形成するように上記経路切替信号を出力する
請求項６記載の電力制御装置。
【請求項８】
上記制御部は、
上記蓄電素子の電圧が上記切替閾値以下の場合で、上記発電素子の上記最大動作点電圧があらかじめ設定した上記発電素子による発電出力電圧についての最高補償閾値電圧より高いときに、上記電力経路切替部に対して上記発電素子を蓄電素子側に直接接続する経路を形成するように上記経路切替信号を出力する
請求項７記載の電力制御装置。
【請求項９】
電力供給ラインの電位より負荷側の電位が高くなる場合に、上記負荷側からの逆流を防止する機能を含む逆流防止回路を含む
請求項１から８のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項１０】
上記発電素子の電力を負荷側の蓄電素子に供給し充電し、当該供給電力を制限可能な制限回路で、上記蓄電素子への供給電圧が満充電電圧より低い電圧になるように電力供給を制限する制限回路を含む
請求項１から９のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項１１】
上記発電素子の電力を負荷側の蓄電素子に供給し充電し、当該供給電力を制限可能な制限回路で、上記蓄電素子への供給電圧が満充電電圧より低い電圧になるように電力供給を制限する制限回路を含み、
上記制御部は、
上記制限回路が電力供給を制限しているときは、上記逆流防止回路の逆流防止機能を停止させる
請求項９記載の電力制御装置。
【請求項１２】
発電素子を、当該発電素子で発電された電圧レベルを変換し、負荷側蓄電素子に供給可能な電圧変換部に接続するか、当該負荷側蓄電素子に直接接続するかの電力経路の切り替えを行うに際し、
上記発電素子の開放電圧を測定し、
測定した開放電圧に基づいて上記発電素子の最大動作点電圧を取得し、
上記発電素子の上記開放電圧および上記最大動作点電圧のうち少なくとも上記最大動作点電圧と上記負荷側蓄電素子の電圧との大小関係に応じて切替閾値を設定し、
上記負荷側蓄電素子と当該切替閾値との比較結果に応じて、上記発電素子を上記電圧変換部に接続して当該出力を上記蓄電素子側に接続する経路、または、上記発電素子を蓄電素子側に直接接続する経路を形成する
電力制御方法。
【請求項１３】
上記電圧変換部は、
入力電圧を昇圧する昇圧系を含み、
上記発電素子の上記最大動作点電圧以上で上記開放電圧以下の電圧を上記切替閾値とし、
上記蓄電素子の電圧が上記切替閾値以下の場合には、上記発電素子を蓄電素子側に直接接続する経路を形成し、
上記蓄電素子の電圧が上記切替閾値以上の場合には、上記発電素子を上記電圧変換部に接続して当該出力を上記蓄電素子側に接続する経路を形成する
請求項１２記載の電力制御方法。
【請求項１４】
上記蓄電素子の電圧が上記切替閾値以上の場合で、上記発電素子の上記最大動作点電圧があらかじめ設定した上記発電素子による発電出力電圧についての最低補償閾値電圧以上のときに、上記発電素子を上記電圧変換部に接続して当該出力を上記蓄電素子側に接続する経路を形成する
請求項１３記載の電力制御方法。
【請求項１５】
上記蓄電素子の電圧が上記切替閾値以上で上記開放電圧以下の場合で、上記発電素子の上記最大動作点電圧があらかじめ設定した上記発電素子による発電出力電圧についての最低補償閾値電圧より低いときには、上記発電素子を蓄電素子側に直接接続する経路を形成する
請求項１４記載の電力制御方法。
【請求項１６】
上記蓄電素子の電圧が上記開放電圧以上の場合で、上記発電素子の上記最大動作点電圧があらかじめ設定した上記発電素子による発電出力電圧についての最低補償閾値電圧より低いときには、上記蓄電素子側端子を開放する
請求項１４または１５記載の電力制御方法。
【請求項１７】
上記電圧変換部は、
入力電圧を降圧する降圧系を含み、
上記発電素子の上記最大動作点電圧以下の電圧を上記切替閾値とし、
上記蓄電素子の電圧が上記切替閾値以下の場合には、上記発電素子を上記電圧変換部に接続して当該出力を上記蓄電素子側に接続する経路を形成し、
上記蓄電素子の電圧が上記切替閾値以上の場合には、上記発電素子を蓄電素子側に直接接続する経路を形成する
請求項１２記載の電力制御方法。
【請求項１８】
上記蓄電素子の電圧が上記切替閾値以下の場合で、上記発電素子の上記最大動作点電圧があらかじめ設定した上記発電素子による発電出力電圧についての最高補償閾値電圧以下のときに、上記発電素子を上記電圧変換部に接続して当該出力を上記蓄電素子側に接続する経路を形成する
請求項１７記載の電力制御方法。
【請求項１９】
上記蓄電素子の電圧が上記切替閾値以下の場合で、上記発電素子の上記最大動作点電圧があらかじめ設定した上記発電素子による発電出力電圧についての最高補償閾値電圧より高いときに、上記発電素子を蓄電素子側に直接接続する経路を形成する
請求項１８記載の電力制御方法。
【請求項２０】
電力を発電する発電素子と、
上記発電素子で発電された電力を蓄電する蓄電素子と、
上記発電素子の電力を負荷側の上記蓄電素子に供給する電力制御装置と、を有し、
上記電力制御装置は、
発電素子が接続可能で、経路切替信号に応じて負荷側蓄電素子への電力経路を切り替える電力経路切替部と、
上記電力経路切替部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換し、上記負荷側蓄電素子に供給可能な電圧変換部と、
上記発電素子の開放電圧を測定する機能を有し、測定した開放電圧に基づいて上記発電素子の最大動作点電圧を得る特性測定回路と、
上記発電素子の上記開放電圧および上記最大動作点電圧のうち少なくとも上記最大動作点電圧と上記負荷側蓄電素子の電圧との大小関係に応じて生成される切替閾値と、上記負荷側蓄電素子との比較結果に応じた上記経路切替信号を上記電力経路切替部に出力する制御部と、を含み、
上記電力経路切替部は、
上記経路切替信号に応じて、上記発電素子を上記電圧変換部に接続して当該出力を上記蓄電素子側に接続する経路、または、上記発電素子を蓄電素子側に直接接続する経路を形成する
給電システム。
【請求項２１】
発電素子で発電された電力の負荷側蓄電素子の充電制御を行う制御部を有し、
上記制御部は、
上記蓄電素子の電圧を監視し、上記蓄電素子端子の開放時の電圧が満充電電圧以上に達した場合、または上記蓄電素子への開放前の充電電圧と上記蓄電素子端子の開放時の電圧との差分が一定値以下に達した場合、充電を停止する充電制御を行い、かつ、
上記蓄電素子または上記発電素子の電圧または電流に応じて上記蓄電素子の端子開放時間間隔を変更可能で、
上記発電素子の出力電圧が高いほど上記蓄電素子の端子開放時間間隔が短くなるよう制御する
電力制御装置。
【請求項２２】
上記制御部は、
上記蓄電素子の電圧を監視し、上記蓄電素子端子の開放時の電圧が満充電電圧以上に達した場合、または上記蓄電素子への開放前の充電電圧と上記蓄電素子端子の開放時の電圧との差分が一定値以下に達した場合、充電を停止する充電制御を行い、かつ、
上記蓄電素子の電圧が高いほど上記蓄電素子の端子開放時間間隔が短くなるよう制御する
請求項２１記載の電力制御装置。
【請求項２３】
上記制御部は、
上記蓄電素子の電圧が満充電開放電圧以上になった場合、または上記蓄電素子への開放前の充電電圧と上記蓄電素子端子の開放時の電圧との差分が一定値以下になった場合も、上記蓄電素子または上記発電素子の電圧または電流に応じて上記蓄電素子の端子開放時間間隔を変更する制御を行う
請求項２１または２２に記載の電力制御装置。
【請求項２４】
上記制御部は、
上記蓄電素子の電圧が上記満充電電圧に達するまでは、上記蓄電素子端子を開放しないで蓄電素子端子を開放しての満充電検知を行わないように制御する
請求項２１から２３のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項２５】
上記制御部は、
上記蓄電素子の電圧が満充電電圧に達してから、蓄電素子端子を開放しての満充電検知を行うように制御する
請求項２４記載の電力制御装置。
【請求項２６】
発電素子で発電された電力の負荷側蓄電素子の充電制御を行う制御部を有し、
上記制御部は、
上記蓄電素子の電圧を監視し、上記蓄電素子端子の開放時の電圧が満充電電圧以上に達した場合、または上記蓄電素子への開放前の充電電圧と上記蓄電素子端子の開放時の電圧との差分が一定値以下に達した場合、充電を停止する充電制御を行い、かつ、
上記蓄電素子の電圧が上記満充電電圧に達するまでは、上記蓄電素子端子を開放しないで蓄電素子端子を開放しての満充電検知を行わないように制御する
電力制御装置。
【請求項２７】
上記制御部は、
上記蓄電素子の電圧が満充電電圧に達してから、蓄電素子端子を開放しての満充電検知を行うように制御する
請求項２６記載の電力制御装置。
【請求項２８】
電力供給ラインの電位より負荷側の電位が高くなる場合に、上記負荷側からの逆流を防止する機能を含む逆流防止回路を含む
請求項２１から２７のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項２９】
上記発電素子の電力を負荷側の蓄電素子に供給し充電し、当該供給電力を制限可能な制限回路で、上記蓄電素子への供給電圧が満充電電圧より低い電圧になるように電力供給を制限する制限回路を含む
請求項２１から２８のいずれか一に記載の電力制御装置。
【請求項３０】
上記発電素子の電力を負荷側の蓄電素子に供給し充電し、当該供給電力を制限可能な制限回路で、上記蓄電素子への供給電圧が満充電電圧より低い電圧になるように電力供給を制限する制限回路を含み、
上記制御部は、
上記制限回路が電力供給を制限しているときは、上記逆流防止回路の逆流防止機能を停止させる
請求項２８記載の電力制御装置。
【請求項３１】
発電素子で発電された電力の負荷側蓄電素子の充電制御を行うに際し、
上記蓄電素子の電圧を監視し、上記蓄電素子端子の開放時の電圧が満充電電圧以上に達した場合、または上記蓄電素子への開放前の充電電圧と上記蓄電素子端子の開放時の電圧との差分が一定値以下に達した場合、充電を停止する充電制御を行い、かつ、
上記蓄電素子の電圧が高いほど上記蓄電素子の端子開放時間間隔が短くなるよう制御する
電力制御方法。
【請求項３２】
発電素子で発電された電力の負荷側蓄電素子の充電制御を行うに際し、
上記蓄電素子の電圧を監視し、上記蓄電素子端子の開放時の電圧が満充電電圧以上に達した場合、または上記蓄電素子への開放前の充電電圧と上記蓄電素子端子の開放時の電圧との差分が一定値以下に達した場合、充電を停止する充電制御を行い、かつ、
上記発電素子の出力電圧が高いほど上記蓄電素子の端子開放時間間隔が短くなるよう制御する
電力制御方法。
【請求項３３】
上記蓄電素子の電圧が満充電電圧に達するまでは、蓄電素子端子を開放しての満充電検知を行わないように制御する
請求項３１または３２記載の電力制御方法。
【請求項３４】
発電素子で発電された電力の負荷側蓄電素子の充電制御を行うに際し、
上記蓄電素子の電圧を監視し、上記蓄電素子端子の開放時の電圧が満充電電圧以上に達した場合、または上記蓄電素子への開放前の充電電圧と上記蓄電素子端子の開放時の電圧との差分が一定値以下に達した場合、充電を停止する充電制御を行い、かつ、
上記蓄電素子の電圧が上記満充電電圧に達するまでは、上記蓄電素子端子を開放しないで蓄電素子端子を開放しての満充電検知を行わないように制御する
電力制御方法。
【請求項３５】
発電素子で発電された電力の負荷側蓄電素子の充電制御を行うに際し、
上記蓄電素子の電圧を監視し、上記蓄電素子端子の開放時の電圧が満充電電圧以上に達した場合、または上記蓄電素子への開放前の充電電圧と上記蓄電素子端子の開放時の電圧との差分が一定値以下に達した場合、充電を停止する充電制御を行い、かつ、
上記蓄電素子の電圧が上記満充電電圧に達するまでは、上記蓄電素子端子を開放しないで蓄電素子端子を開放しての満充電検知を行わないように制御する
電力制御方法。
【請求項３６】
上記蓄電素子の電圧が満充電電圧に達してから、蓄電素子端子を開放しての満充電検知を行うように制御する
請求項３５記載の電力制御方法。
【請求項３７】
電力を発電する発電素子と、
上記発電素子で発電された電力を蓄電する蓄電素子と、
上記発電素子の電力を上記蓄電素子に供給する電力制御装置と、を有し、
上記電力制御装置は、
発電素子で発電された電力の負荷側蓄電素子の充電制御を行う制御部を有し、
上記制御部は、
上記蓄電素子の電圧を監視し、上記蓄電素子端子の開放時の電圧が満充電電圧以上に達した場合、または上記蓄電素子への開放前の充電電圧と上記蓄電素子端子の開放時の電圧との差分が一定値以下に達した場合、充電を停止する充電制御を行い、かつ、
上記蓄電素子または上記発電素子の電圧または電流に応じて上記蓄電素子の端子開放時間間隔を変更可能で、
上記発電素子の出力電圧が高いほど上記蓄電素子の端子開放時間間隔が短くなるよう制御する
給電システム。
【請求項３８】
電力を発電する発電素子と、
上記発電素子で発電された電力を蓄電する蓄電素子と、
上記発電素子の電力を上記蓄電素子に供給する電力制御装置と、を有し、
上記電力制御装置は、
発電素子で発電された電力の負荷側蓄電素子の充電制御を行う制御部を有し、
上記制御部は、
上記蓄電素子の電圧を監視し、上記蓄電素子端子の開放時の電圧が満充電電圧以上に達した場合、または上記蓄電素子への開放前の充電電圧と上記蓄電素子端子の開放時の電圧との差分が一定値以下に達した場合、充電を停止する充電制御を行い、かつ、
上記蓄電素子の電圧が上記満充電電圧に達するまでは、上記蓄電素子端子を開放しないで蓄電素子端子を開放しての満充電検知を行わないように制御する
給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電素子で生成された電力の供給を制御する電力制御装置、電力制御方法、および給電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
環境保護対策として、二酸化炭素や汚染物質を排出しないクリーンなエネルギーの開発が求められている。とりわけ、近年、太陽光発電や風力発電の普及が拡大している。
【０００３】
特に、太陽光発電素子は、住宅の屋根等に配置可能な太陽電池（ソーラーパネル）の低価格化や高発電効率化が進み、一般家庭にも徐々に普及しつつある。
また、太陽光発電素子は、小型化も進み、太陽電池を搭載した携帯電話などの販売も始まっている。
【０００４】
太陽電池は、乾電池等の定電圧源と性質が異なり、端子間の電圧に依存した電流源としての性質を備える。
そのため、太陽電池から最大出力を得るには、太陽電池と接続する負荷の電圧を、太陽電池の最大動作点電圧と一致させる必要がある。
また、太陽電池の電流電圧特性において、電力が最大となる最大動作点（ＭＰＰ：Maximum Power Point）は、ただ一点存在する。
しかし、太陽電池の電流電圧特性は照度や温度などの環境に依存して変化するため、最大動作点電圧を得る制御は太陽電池接続機器の動作時に行う必要がある。
このような、機器動作時に最大動作点を得るための制御は、ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御と呼ばれる。
【０００５】
このような太陽電池を用いて負荷である蓄電池に充電するための充電制御方法が種々提案されている。
一般的に、蓄電池の端子開放電圧を閾値と比較することで満充電検知を行う充電制御方法が知られている（たとえば特許文献１参照）。
特許文献１の充電制御方法では、第１ステップにおいて一定時間間隔で充電と開放を繰り返す。第２ステップにおいて開放電圧が一定電圧以上の場合に充電を停止する。そして、第３ステップにおいて、電圧が充電再開電圧以下になると、再度第１ステップに戻り充電を再開する。
【０００６】
また、ＭＰＰＴ制御を実行する手法は多く提案されているが、直流経路における手法の一つとしては、次の技術が知られている（たとえば特許文献２参照）。
この技術は、太陽電池で発電される直流の電圧を昇圧または降圧して負荷で蓄電池を充電するＤＣ−ＤＣコンバータが適用される充電制御方式である。この充電制御方式では、入力電圧と出力電圧を比較し、比が一定以内の場合、ＤＣ−ＤＣコンバータを負荷側から切り離し、太陽電池と蓄電池を直接接続する（直結）する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３７９５３７０号
【特許文献２】特開昭６２−１５４１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示された充電制御方法では、以下の不利益がある。
太陽電池の場合、開放時の発電電力は捨てられてしまうことから、開放時間の割合が高いと、満充電到達時間が長くなる。
開放から次の開放まで時間間隔が長いと、満充電検知が遅れて過充電してしまうおそれがある。
充電量がまだ少ない場合でも開放するため、充電時間が長くなる。
【０００９】
また、特許文献２に開示された充電制御方法では、入力電圧と出力電圧を比較し、比が一定以内の場合、昇圧から直結に切り替えるが、直結に切り替えた場合、比の閾値によっては最大動作点電力が少なくなったり、発電できない場合がある。
【００１０】
本発明は、太陽電池等の発電素子の最大動作点を維持するよう制御することができ、電力損失を回避することが可能な電力制御装置、電力制御方法、および給電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の観点の電力制御装置は、発電素子が接続可能で、経路切替信号に応じて負荷側蓄電素子への電力経路を切り替える電力経路切替部と、上記電力経路切替部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換し、上記負荷側蓄電素子に供給可能な電圧変換部と、上記発電素子の開放電圧を測定する機能を有し、測定した開放電圧に基づいて上記発電素子の最大動作点電圧を得る特性測定回路と、上記発電素子の上記開放電圧および上記最大動作点電圧のうち少なくとも上記最大動作点電圧と上記負荷側蓄電素子の電圧との大小関係に応じて生成される切替閾値と、上記負荷側蓄電素子との比較結果に応じた上記経路切替信号を上記電力経路切替部に出力する制御部と、を有し、上記電力経路切替部は、上記経路切替信号に応じて、上記発電素子を上記電圧変換部に接続して当該出力を上記蓄電素子側に接続する経路、または、上記発電素子を蓄電素子側に直接接続する経路を形成する。
本発明の第１の観点の電力制御方法は、発電素子を、当該発電素子で発電された電圧レベルを変換し、負荷側蓄電素子に供給可能な電圧変換部に接続するか、当該負荷側蓄電素子に直接接続するかの電力経路の切り替えを行うに際し、上記発電素子の開放電圧を測定し、測定した開放電圧に基づいて上記発電素子の最大動作点電圧を取得し、上記発電素子の上記開放電圧および上記最大動作点電圧のうち少なくとも上記最大動作点電圧と上記負荷側蓄電素子の電圧との大小関係に応じて切替閾値を設定し、上記負荷側蓄電素子と当該切替閾値との比較結果に応じて、上記発電素子を上記電圧変換部に接続して当該出力を上記蓄電素子側に接続する経路、または、上記発電素子を蓄電素子側に直接接続する経路を形成する。
【００１２】
本発明の第２の観点の給電システムは、電力を発電する発電素子と、上記発電素子で発電された電力を蓄電する蓄電素子と、上記発電素子の電力を負荷側の上記蓄電素子に供給する電力制御装置と、を有し、上記電力制御装置は、発電素子が接続可能で、経路切替信号に応じて負荷側蓄電素子への電力経路を切り替える電力経路切替部と、上記電力経路切替部を介して供給される、上記発電素子で発電された電圧レベルを変換し、上記負荷側蓄電素子に供給可能な電圧変換部と、上記発電素子の開放電圧を測定する機能を有し、測定した開放電圧に基づいて上記発電素子の最大動作点電圧を得る特性測定回路と、上記発電素子の上記開放電圧および上記最大動作点電圧のうち少なくとも上記最大動作点電圧と上記負荷側蓄電素子の電圧との大小関係に応じて生成される切替閾値と、上記負荷側蓄電素子との比較結果に応じた上記経路切替信号を上記電力経路切替部に出力する制御部と、を含み、上記電力経路切替部は、上記経路切替信号に応じて、上記発電素子を上記電圧変換部に接続して当該出力を上記蓄電素子側に接続する経路、または、上記発電素子を蓄電素子側に直接接続する経路を形成する。
【００１３】
本発明の第３の観点の電力制御装置は、発電素子で発電された電力の負荷側蓄電素子の充電制御を行う制御部を有し、上記制御部は、上記蓄電素子の電圧を監視し、上記蓄電素子端子の開放時の電圧が満充電電圧以上に達した場合、または上記蓄電素子への開放前の充電電圧と上記蓄電素子端子の開放時の電圧との差分が一定値以下に達した場合、充電を停止する充電制御を行い、かつ、上記蓄電素子または上記発電素子の電圧または電流に応じて上記蓄電素子の端子開放時間間隔を変更する。
また、本発明の第３の観点の電力制御装置は、発電素子で発電された電力の負荷側蓄電素子の充電制御を行う制御部を有し、上記制御部は、上記蓄電素子の電圧を監視し、上記蓄電素子端子の開放時の電圧が満充電電圧以上に達した場合、または上記蓄電素子への開放前の充電電圧と上記蓄電素子端子の開放時の電圧との差分が一定値以下に達した場合、充電を停止する充電制御を行い、かつ、上記蓄電素子の電圧が上記満充電電圧に達するまでは、上記蓄電素子端子を開放しないで蓄電素子端子を開放しての満充電検知を行わないように制御する。
本発明の第３の観点の電力制御方法は、発電素子で発電された電力の負荷側蓄電素子の充電制御を行うに際し、上記蓄電素子の電圧を監視し、上記蓄電素子端子の開放時の電圧が満充電電圧以上に達した場合、または上記蓄電素子への開放前の充電電圧と上記蓄電素子端子の開放時の電圧との差分が一定値以下に達した場合、充電を停止する充電制御を行い、かつ、上記蓄電素子または上記発電素子の電圧または電流に応じて上記蓄電素子の端子開放時間間隔を変更する。
また、本発明の第３の観点の電力制御方法は、発電素子で発電された電力の負荷側蓄電素子の充電制御を行うに際し、上記蓄電素子の電圧を監視し、上記蓄電素子端子の開放時の電圧が満充電電圧以上に達した場合、または上記蓄電素子への開放前の充電電圧と上記蓄電素子端子の開放時の電圧との差分が一定値以下に達した場合、充電を停止する充電制御を行い、かつ、上記蓄電素子の電圧が上記満充電電圧に達するまでは、上記蓄電素子端子を開放しないで蓄電素子端子を開放しての満充電検知を行わないように制御する。
【００１４】
本発明の第４の観点の給電システムは、電力を発電する発電素子と、上記発電素子で発電された電力を蓄電する蓄電素子と、上記発電素子の電力を上記蓄電素子に供給する電力制御装置と、を有し、上記電力制御装置は、発電素子で発電された電力の負荷側蓄電素子の充電制御を行う制御部を有し、上記制御部は、上記蓄電素子の電圧を監視し、上記蓄電素子端子の開放時の電圧が満充電電圧以上に達した場合、または上記蓄電素子への開放前の充電電圧と上記蓄電素子端子の開放時の電圧との差分が一定値以下に達した場合、充電を停止する充電制御を行い、かつ、上記蓄電素子の電圧が上記満充電電圧に達するまでは、上記蓄電素子端子を開放しないで蓄電素子端子を開放しての満充電検知を行わないように制御する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、太陽電池等の発電素子の最大動作点を維持するよう制御することができ、電力損失を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る給電システムの全体構成の一例を示す図である。
【図２】本実施形態に係る発電素子としての太陽光発電パネルの等価回路を示す図である。
【図３】一般的な太陽電池の電流電圧特性を示す図である。
【図４】本実施形態に係る蓄電素子の構成例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るパワースイッチ回路の構成例を示す図である。
【図６】本実施形態に係る特性測定回路の第１の構成例を示す回路図である。
【図７】本実施形態に係る昇圧直結切替制御の概念を説明するための太陽電池の電力電圧特性を示す図である。
【図８】本実施形態に係る昇圧系の電圧変換部の場合の発電素子の最大動作点電圧の検出系を示す回路図である。
【図９】本実施形態に係る昇圧直結切替制御の概念をより具体的に示す図である。
【図１０】本実施形態に係る発電素子（太陽電池）の昇圧系に接続するか蓄電素子に直結するかを決定するため状態判定処理の第１例を示すフローチャートである。
【図１１】本実施形態に係る昇圧直結切替制御の概念をより簡易的に示す図である。
【図１２】本実施形態に係る発電素子（太陽電池）の昇圧系に接続するか蓄電素子に直結するかを決定するため状態判定処理の第２例を示すフローチャートである。
【図１３】本実施形態に係る降圧直結切替制御の概念を説明するための太陽電池の電力電圧特性を示す図である。
【図１４】本実施形態に係る降圧系の電圧変換部の場合の発電素子の最大動作点電圧の検出系を示す回路図である。
【図１５】本実施形態に係る降圧直結切替制御の概念をより具体的に示す図である。
【図１６】本実施形態に係る発電素子（太陽電池）の降圧系に接続するか蓄電素子に直結するかを決定するため状態判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１７】本実施形態に係る電圧変換部としての昇圧型スイッチングレギュレータの基本的な構成例を示す回路図である。
【図１８】昇圧型スイッチングレギュレータの基本動作を説明するための図である。
【図１９】図１７の昇圧型スイッチングレギュレータの動作を説明するための図である。
【図２０】図１７のＰＦＭ制御部における動作周波数の変化を検出する検出系を備えた昇圧型スイッチングレギュレータの構成例を示す回路図である。
【図２１】発電素子（太陽電池）のＩ−Ｖ特性が温度変化に応じて変化する様子を示す図である。
【図２２】本実施形態に係る電圧変換部としての降圧型スイッチングレギュレータの基本的な構成例を示す回路図である。
【図２３】本実施形態に係る逆流防止回路の構成例を示す回路図である。
【図２４】本実施形態に係る蓄電素子（蓄電池）に対する第１の充電制御について説明するための図である。
【図２５】本実施形態に係る蓄電素子（蓄電池）に対する第２の充電制御について説明するための図である。
【図２６】本実施形態に係る電流電圧制限回路の構成例を示す回路図である。
【図２７】本実施形態に係る電力制御装置の全体的な充電制御を説明するためのフローチャートである。
【図２８】本実施形態に係る電流電圧制限回路を電力制御装置の出力段だけでなく入力段にも配置した例を示す図である。
【図２９】照度に対する電圧（開放電圧または最大動作点電圧）の変化率は、太陽電池の種類によって異なることを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。
１．給電システムの全体構成
２．発電素子の構成例
３．蓄電素子の構成例
４．電力制御装置の構成例
５．異なる種類の太陽電池を用いる場合
【００１８】
＜１．給電システムの全体構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る給電システムの全体構成の一例を示す図である。
【００１９】
本給電システム１０は、発電素子２０、電力制御装置３０、および蓄電素子４０を主構成要素として有している。
また、給電システム１０は、電力制御装置３０に接続されたサーミスタ５０を有する。
【００２０】
本給電システム１０は、太陽電池等の発電素子２０から二次電池である蓄電素子（バッテリ）４０への充電（蓄電）を、日光下だけではなく、日陰や間接光、明るい室内等の日常の環境下で可能に構成されている。
特に、電力制御装置３０は、発電素子２０で発電した電力を無駄なく活用して充電に利用する充電制御ＬＳＩとして形成されている。
【００２１】
電力制御装置３０は、Ｌｉ＋型（ポリマーを含む）二次電池を蓄電素子４０として接続し、充電可能である。
電力制御装置３０は、１または複数の発電素子２０を接続可能である。本実施形態では１つの発電素子２０を接続した例を示している。
本実施形態において、電力制御装置３０は、単セルを含む任意の直列数のセルを利用可能である。
【００２２】
電力制御装置３０は、各種発電素子２０を利用可能であり、発電素子２０の電力−電圧特性に依存せず最大効率が得られるように制御可能である。
電力制御装置３０は、発電素子（太陽電池）２０の最大電力動作点を追従する、ＭＰＰＴ制御を行うことにより、高効率で充電可能である。電力制御装置３０は、単セルの発電素子２０においてもＭＰＰＴ制御が可能である。
【００２３】
電力制御装置３０は、蓄電素子４０への充電制御、および太陽電池の電力制御が可能である。
電力制御装置３０は、蓄電素子の端子開放電圧を閾値電圧と比較することで満充電検知ができる蓄電池への充電制御を採用している。
そして、電力制御装置３０は、蓄電素子４０の電圧を監視し、蓄電池端子開放時の電圧が満充電電圧以上に達した場合、充電を停止する充電制御を行うことが可能で、蓄電池の電圧が高いほど、蓄電素子の端子開放時間間隔が短くなるよう制御する。そして、電力制御装置３０は、太陽電池等の発電素子２０の出力が変動する電源から蓄電素子４０への充電の場合、電源の出力が高いほど開放時間間隔が短くなるように制御する。
また、電力制御装置３０は、蓄電素子端子開放時の電圧が満充電電圧以上に達した場合、充電を停止する充電制御を行う際に、蓄電池端子を開放しないで、充電時の電圧が満充電電圧以上になるまでは、電池端子を開放しての満充電検知を行わないように制御する。
これにより、電力制御装置３０は、蓄電素子４０への充電において、満充電検知時の充電損失を減らし、また過充電を防止することが可能となっている。
【００２４】
電力制御装置３０は、昇圧型または降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータ等の電圧変換部に入力して昇圧、降圧を行うか否か、電圧変換部を切り離して直結する等の切替制御が可能である。
電力制御装置３０は、昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータにより電圧変換部が形成されている場合、発電素子２０の出力に電圧変換部（昇圧回路）を通して蓄電池に充電するか、電圧変換部を通さないか、動かさないで蓄電素子に充電するかを切り替える制御を行う。
この際、電力制御装置３０は、太陽電池等の発電素子２０の開放電圧Ｖｏｃと最大動作点電圧Ｖｐｍを求め、その間の電圧を切替点に設定する。
電力制御装置３０は、降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータにより電圧変換部が形成されている場合、発電素子２０の出力に電圧変換部（降圧回路）を通して蓄電素子に充電するか、電圧変換部を通さないか、動かさないで蓄電素子に充電するかを切り替える制御を行う。
この際、電力制御装置３０は、太陽電池等の発電素子２０の最大動作点電圧Ｖｐｍを求め、最大動作点電圧Ｖｐｍ以下の電圧を切替点に設定する。
これにより、電力制御装置３０は、太陽電池等の発電素子２０からの充電において、簡単な回路構成で発電効率の高い充電電力が得られる。
【００２５】
電力制御装置３０は、蓄電素子４０への充電開始および終了（満充電）を制御可能である。
電力制御装置３０は、たとえば固定または可変の充電終了電圧に到達した時点で充電を停止する機能を有する。
電力制御装置３０は、たとえば充電停止後に、固定または可変の充電開始電圧に到達した時点で充電を開始する機能を有する。
【００２６】
電力制御装置３０は、たとえば外付けの電流制御抵抗により、高照度時の最大充電電流を制御可能である。この場合の電流制御閾値は、蓄電素子４０に流れる充電電流を測定する抵抗を外付けすることにより設定可能である。
【００２７】
電力制御装置３０は、蓄電素子４０から発電素子２０への逆流防止ダイオードのバイパス制御により逆流を防止しつつ、順方向電圧ＶＦの損失を低減する機能を有する。
電力制御装置３０は、蓄電素子４０の開放電圧が一定値に到達したことを検出する満充電検出後、負荷駆動用端子から発電素子２０の電力を出力する機能を有する。
電力制御装置３０は、蓄電素子４０が、電圧が所定電圧以下、たとえば２．７Ｖ以下等の過放電状態にあるとき、電圧が復帰するまで初期充電可能である。この場合、電力制御装置３０は、たとえば外付けの電流制限抵抗を用いて、電流を小さくして（絞って）充電することが可能である。
電力制御装置３０は、たとえば外部接続のサーミスタを用いて、０°Ｃ以下、もしくは６０°Ｃ以上での充電を防止する機能を有している。
電力制御装置３０は、たとえば外部イネーブル端子により、充電の停止およびスリープモードへの遷移を制御可能である。
また、電力制御装置３０は、出力電力情報を出力可能に構成することも可能である。
【００２８】
以下、各部の具体的な構成および機能の一例について説明する。
以下では、発電素子２０、蓄電素子４０の構成および機能を説明した後、電力制御装置３０の具体的な構成および機能について詳述する。
【００２９】
＜２．発電素子の構成例＞
発電素子２０は、太陽光や風力などの自然エネルギーにより発電する機能を有し、発電した電力を電力制御装置３０に供給する。
本実施形態において、発電素子２０としては、太陽光の光電変換を利用した太陽光発電パネル、たとえば太陽電池が採用される。
【００３０】
図２は、本実施形態に係る発電素子としての太陽光発電パネルの等価回路を示す図である。
【００３１】
太陽光発電パネル（太陽電池）２１は、図２の等価回路に示すように、光入力により電流が発生する。
図２では、光入力ＯＰＴを起電力（Ｉph）に置き換えて電流Ｉshを表現している。
さらに、図２では、太陽電池２１の基盤、受光層、電極部の抵抗の総和を直列抵抗Ｒｓ、太陽電池２１の損失抵抗をＲshで示している。
図２では、太陽電池２１の出力電流がＩｄ、出力電圧がＶで示されている。
太陽電池２１は、光入射量が多い（明るい）と電流は多くなり、光入射量が少ないと（暗いと）電流は少なくなる。図２の等価回路では、光の明るさが電流源の大きさで表されている。電圧が高くなると、電流は徐々に下がる。
【００３２】
この等価回路は、電流源２２と、ダイオード２３と、抵抗２４とを並列接続し、さらに抵抗２５を直列接続した構成になっている。
電流源２２は光電流Ｉphを供給し、ダイオード２３は理想ダイオードである。太陽電池２１の端子間の電圧Ｖを上昇させると、電流源２２からの電流Ｉphがダイオード２３に流れるため、端子側に流れる電流Ｉは電圧Ｖの上昇とともに減少する。
【００３３】
図３は、一般的な太陽電池の電流電圧特性を示す図である。
太陽電池２１は、端子間の電圧値が決まると、出力電流値が一意に定まる。
電流値が０の場合の端子間の電圧を開放電圧（Ｖoc）と呼び、端子間の電圧値が０の場合の出力電流値を短絡電流（Ｉsc）と呼ぶ。
上述のように、太陽電池の電流電圧特性のカーブにおいて、電力（＝電圧×電流）が最大となる最大動作点はただ一点存在する。
この最大動作点における電流を最大動作点電流（Ｉpm）と呼び、最大動作点における電圧を最大動作点電圧（Ｖpm）と呼ぶ。
【００３４】
上述した太陽電池の特性のため、太陽電池から最大出力を得るには、太陽電池と接続する負荷の電圧を、太陽電池の最大動作点電圧と一致させる必要がある。
太陽電池の電流電圧特性は照度や温度などの環境に依存して変化するため、最大動作点電圧を得る制御を太陽電池接続機器の動作時に行う必要がある。
本実施形態では、電力制御装置３０において、発電素子２０の出力にＤＣ−ＤＣコンバータである電圧変換部を通して蓄電素子に充電するか、電圧変換部を通さないか、動かさないで蓄電素子に充電するかを切り替える制御が行われる。
この際、電力制御装置３０は、昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータの場合、太陽電池等の発電素子２０の開放電圧Ｖｏｃと最大動作点電圧Ｖｐｍを求め、その間の電圧を切替点に設定する。電力制御装置は、降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータの場合、太陽電池等の発電素子２０の最大動作点電圧Ｖｐｍを求め、最大動作点電圧Ｖｐｍ以下の電圧を切替点に設定する。
また、本実施形態では、電力制御装置３０において、蓄電素子４０の電圧を監視し、蓄電池端子開放時の電圧が満充電電圧以上に達した場合、充電を停止する充電制御が行われ、蓄電素子の電圧が高いほど、蓄電素子の端子開放時間間隔が短くなるよう制御される。そして、電力制御装置３０では、太陽電池等の発電素子２０の出力が変動する電源から蓄電素子４０への充電の場合、電源の出力が高いほど開放時間間隔が短くなるように制御される。
また、電力制御装置３０において、充電制御を行う際に、蓄電池端子を開放しないで、充電時の電圧が満充電電圧以上になるまでは、蓄電池端子を開放しての満充電検知を行わないように制御される。
【００３５】
太陽電池２１で得られる電力は直流であり、この直流電力（ＤＣ電力）が電力制御装置３０に供給される。
【００３６】
＜３．蓄電素子の構成例＞
蓄電素子４０は、電力制御装置３０により供給された電力を蓄電する。
蓄電素子４０は、たとえば、電気二重層キャパシタやリチウムイオン型二次電池などのように充電電圧が変化するものを採用することが可能である。
【００３７】
図４は、本実施形態に係る蓄電素子の構成例を示す図である。
【００３８】
図４の蓄電素子４０は、組電池４１、充電制御電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effect Transistor）４２、放電制御ＦＥＴ４３、ダイオード４４、および電流検出抵抗４５を有する。
蓄電素子４０は、正極端子Ｔ１および負極端子Ｔ２が、負荷である電子機器の正極端子および負極端子に接続される。
蓄電素子４０においては、電力制御装置３０の制御の下、充電制御ＦＥＴ４２、放電制御ＦＥＴ４３、ダイオード４４、および電流検出抵抗４５を介して組電池４１に対する充放電が行われる。
【００３９】
組電池４１は、リチウムイオン二次電池等の二次電池であり、複数の電池セルを直列および／または並列接続した組電池である。
図４の例では、３個の電池セルが直列に接続された場合を示す。
本実施形態においては、電力制御装置３０が、蓄電素子４０の過充電や過放電を防止するための制御や充電の際に安全に充電できるように制御を行う。
【００４０】
蓄電素子４０において、組電池４１および組電池４１内の電池セルそれぞれの電圧が所定時間毎に測定され、電流検出抵抗４５を流れる電流の大きさおよび向きが所定時間毎に測定される。
蓄電素子４０において、測定した電圧値および電流値に基づき、組電池４１のいずれかのセルの電圧が過充電検出電圧になったときに充電制御ＦＥＴ４２がＯＦＦに制御される。
蓄電素子４０において、組電池４１の電圧が過放電検出電圧以下になったときに放電制御ＦＥＴ４３がＯＦＦに制御され、過充電や過放電が防止される。
ここで、リチウムイオン電池の場合、過充電検出電圧がたとえば４．２Ｖ±０．５Ｖと定められ、過放電検出電圧が２．４Ｖ±０．１Ｖと定められる。
【００４１】
組電池４１に対する充電方式としては、一般に、ＣＣＣＶ（Constant Current Constant Voltage；定電流定電圧）充電方式が用いられる。
ＣＣＣＶ充電方式では、組電池４１の電圧が所定の電圧に達するまでは定電流で充電（ＣＣ充電）し、組電池４１の電圧が所定の電圧に達した後は定電圧で充電（ＣＶ充電）する。そして、充電電流が略０［Ａ］に収束した時点で充電が終了となる。
【００４２】
＜４．電力制御装置の構成例＞
電力制御装置３０は、図１に示すように、電圧変換部３１、および電力経路部に含まれる電力経路切替部としてのパワースイッチ回路３２を有する。
電力制御装置３０は、特性測定回路３３、第１の制御部３４、第２の制御部３５、逆流防止回路３６、電流電圧制限回路３７、およびスタートアップ回路３８を主構成要素として有する。
【００４３】
電圧変換部３１は、発電素子２０で発電され、パワースイッチ回路３２により選択的に供給される電圧を昇圧し、または降圧する機能を有する。
電圧変換部３１は、昇圧し、または降圧して得られた電圧を、たとえばパワースイッチ回路３２、逆流防止回路３６を通して蓄電素子４０に供給する。
電圧変換部３１は、たとえばＤＣ−ＤＣコンバータにより構成される。
この電圧変換部３１の具体的な構成については後で詳述する。
【００４４】
［パワースイッチ回路の構成例］
パワースイッチ回路３２は、発電素子（太陽電池）２０、電圧変換部（昇圧および降圧回路）３１、および蓄電素子（二次電池）４０間の接続関係を、第１の制御部３４または第２の制御部３５の制御に従って決定する機能を有する。
すなわち、パワースイッチ回路３２は、電力経路切替部として機能する。
【００４５】
本実施形態に係るパワースイッチ回路３２は、第１の制御部３４または第２の制御部３５の制御に従って、発電素子２０を電圧変換部３１に接続してその出力を蓄電素子４０側に接続するか、発電素子２０の出力を蓄電素子４０側に直接接続する等の切替制御を行う。
【００４６】
図５は、本発明の実施形態に係るパワースイッチ回路３２の構成例を示す図である。
【００４７】
図５のパワースイッチ回路３２は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を含んで構成されている。
スイッチＳＷ１は、端子ａが発電素子（太陽電池）２０の電圧出力ラインに接続され、端子ｂが電圧変換部３１の入力端子に接続され、端子ｃはスイッチＳＷ２の端子ｃに接続されている。
スイッチＳＷ２は、端子ａが蓄電素子（蓄電池）４０の電圧入力ラインに接続され、端子ｂが電圧変換部３１の変換電圧の出力ラインに接続されている。
スイッチＳＷ１およびＳＷ２は、第１の制御部３４による経路切替信号ＰＡＴＨを、たとえばハイレベルで受けると、端子ａを端子ｂに接続し、ローレベルで受けると端子ａを端子ｃに接続する。
このように、パワースイッチ回路３２は、経路切替信号ＰＡＴＨをハイレベルで受けると、発電素子２０を電圧変換部３１に接続してその出力を蓄電素子４０側に接続する経路を形成する。
パワースイッチ回路３２は、経路切替信号ＰＡＴＨをローレベルで受けると、電圧変換部３１と負荷である蓄電素子４０とを切り離して、発電素子２０を蓄電素子４０側に直接接続（直結）する経路を形成する。
【００４８】
次に、電力制御回路の特性測定回路３３およびその測定結果に応じた第１の制御部３４による電力経路や電圧変換部３１等の制御について説明する。
【００４９】
［特性測定回路の構成例］
特性測定回路３３は、発電素子（ＳＣ１）２０の短絡電流Ｉｓｈ、開放電圧Ｖｏｃを測定する機能を有する。
特性測定回路３３は、昇圧回路および降圧回路を含む電圧変換部３１を含む電力経路を選択した場合には、電圧変換部３１でＭＰＰＴ制御を行うための電流−電圧（Ｉ−Ｖ）測定を行う。
【００５０】
第１の制御部３４は、特性測定回路３３の測定結果に基づいてパワースイッチ回路３２の電力経路の選択制御を行う。
第１の制御部３４は、選択された電力経路にて回路が動作するとき、昇圧回路および降圧回路を含む電圧変換部３１を含む電力経路を選択した場合には、たとえばＩ−Ｖ測定結果を基に電圧変換部３１でのＭＰＰＴ制御を行う。
【００５１】
［特性測定回路の制御法］
一般に、発電素子（太陽電池）による充電にて、エネルギー効率よく充電を行おうとするとき、ＭＰＰＴ制御を行い、昇圧回路を使うという方法が用いられている。
本実施形態では、エネルギー効率のよい充電のために、１個もしくは複数個の発電素子（太陽電池）の接続や電圧変換部（昇圧および降圧）回路の接続を判定結果に応じて変更して、太陽電池充電回路の回路構成を最適化可能となるような制御が行われる。
パワースイッチ回路３２にて最適な回路構成を実現するために、特性測定回路３３の測定結果を基に、パワースイッチ回路３２に対し、最適な制御を行う。
【００５２】
特性測定回路３３は、電力経路の選択のための情報を得るため、発電素子（ＳＣ１）２０の開放電圧Ｖｏｃおよび短絡電流Ｉｓｈを測定する。
特性測定回路３３は、測定結果を第１の制御部３４に供給する。
特性測定回路３３は、ＭＰＰＴ制御のために、発電素子（ＳＣ１）２０の電圧ＶＣ１を測定する。
特性測定回路３３は、測定結果を第１の制御部３４および第２の制御部３５に供給する。その場合、抵抗値Ｒの情報を含む。Ｖ／Ｒにより、動作時の電流Ｉが求まる。
【００５３】
なお、第１の制御部３４は、第２の制御部３５より充電処理を停止している旨を報知されると、パワースイッチ回路３２の全てのスイッチを開放して発電素子２０の出力と電圧供給ラインＬＶ１との接続を遮断するように制御する。
【００５４】
［特性測定回路の具体的な構成例］
図６は、本実施形態に係る特性測定回路の構成例を示す回路図である。
【００５５】
発電素子（太陽電池）２０が、そのときそのときの光の状況に応じてどれだけの電流および電圧を発生させているか発電素子の動作特性を見るために、つまり、電流および電圧の微小変化分を測定する必要がある。
これまでは、アンプを接続するなどして電流・電圧の変化分を増幅する方法が一般的であった。
本例では、発電素子（太陽電池）２０がどのくらいの電流および電圧を発生させているのかを調べる手段として、キャパシタＣ１を用いた測定を行う。
【００５６】
本例では、図６に示すように、発電素子（太陽電池）２０に直列にキャパシタＣ１を接続している。
また、図６の特性側的回路３３Ａでは、接続ノードＮＤ１と基準電位ＶＳＳとの間にキャパシタＣ１をリセットするためのスイッチングトランジスタＱ１が接続されている。
スイッチングトランジスタＱ１はＮＭＯＳＦＥＴにより形成され、ゲートにリセット信号ＲＳＴが選択的に供給される。
【００５７】
キャパシタＣ１への充電電圧をある一定の時間間隔で測定することにより、現環境下でのＩ-Ｖ特性を測定することが可能である。
【００５８】
【数１】
0005691365.tif 000002
【００５９】
この特性側的回路３３Ａでは、単純な凸型のＰ-Ｖ特性でなくてもＭＰＰを探すことが可能であり、いわゆる山登り処理をすることなく、電圧規制法で制御できる。
特に、開放電圧からのＭＰＰ推定で足りない場合は有効である。
また、電圧変換部３１の昇圧回路のキャパシタを流用することができれば、追加部品なしで測定可能である。
【００６０】
［第１の制御部３４によるパワースイッチ回路３２の切替制御］
ここで、電圧変換部３１が昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの場合、および降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの場合の第１の制御部３４によるパワースイッチ回路３２の直結切替制御について説明する。
【００６１】
［昇圧直結切替制御］
まず、電圧変換部３１が昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの場合の、第１の制御部３４による昇圧直結切替制御について説明する。
図５に関連付けて説明したように、本実施形態の電力制御装置３０は、基本的に昇圧系の電圧変換部３１を通して給電素子（太陽電池）２０から蓄電素子（蓄電池）４０に充電する回路を構成を有している。
そして、第１の制御部３４は、パワースイッチ回路３２は、発電素子２０を電圧変換部３１に接続してその出力を蓄電素子４０側に接続するか、発電素子２０の出力を蓄電素子４０側に直接接続する等の切替制御を行う。
【００６２】
図７は、本実施形態に係る昇圧直結切替制御の概念を説明するための太陽電池の電力電圧特性を示す図である。
【００６３】
第１の制御部３４は、蓄電素子（蓄電池）４０の電圧ＶＢＡＴを発電素子（太陽電池）２０の最大動作点電圧Ｖｐｍ、発電素子（太陽電池）２０の開放電圧Ｖｏｃと比較し、Ｖｐｍ≦ＶＢＡＴ≦Ｖｏｃを満たす電圧を昇圧直結切替制御の切替閾値とする。
すなわち、第１の制御部３４は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが発電素子２０の最大動作点電圧Ｖｐｍ以上で、発電素子２０の開放電圧Ｖｏｃ以下の電圧を切替閾値とする。
たとえば、第１の制御部３４は、ＶＢＡＴ＞（Ｖｐｍ＋Ｖｏｃ）／２を閾値とする。
すなわち、一例として、第１の制御部３４は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが、発電素子２０の最大動作点電圧Ｖｐｍと発電素子２０の開放電圧Ｖｏｃの平均値より大きいか否かを判定する電圧Ｖｄｄｃ_ｓｔａｒｔを切替閾値とする。
第１の制御部３４は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが、発電素子２０の最大動作点電圧Ｖｐｍ以下の場合、昇圧は不要と判断する。
また、第１の制御部３４は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが、発電素子２０の開放電圧Ｖｏｃ以上の場合は昇圧を行う必要があると判断する。
したがって、この間の領域に切替閾値を設定することで、発電効率が大きく低下することはなくなる。
【００６４】
本実施形態においては、特性測定回路３３において、定期的に開放電圧Ｖｏｃを測定し昇圧系電圧変換部３１に接続するか発電素子２０と蓄電素子４０を直結するか否かの判断をする。
この判断で用いられる最大動作点電圧Ｖｐｍは、測定した開放電圧に所定の係数Ｃｏｅｆ、たとえば０．８を乗算して、抵抗分割で求めることが可能である。
【００６５】
図８は、本実施形態に係る昇圧系の電圧変換部の場合の発電素子の最大動作点電圧の検出系を示す回路図である。
【００６６】
図８の最大動作点電圧の検出系ＭＶＤＴＢは、抵抗分割部ＲＤＶＢ１０，ＲＤＶＢ２０、およびコンパレータＣＭＰＢ１０を含んで構成されている。
検出系ＭＶＤＴＢは、たとえば抵抗分割部ＲＤＶＢ１０，ＲＤＶＢ２０が特性測定回路３３に配置され、コンパレータＣＭＰＢ１０が第１の制御部３４に配置される。
あるいは、検出系ＭＶＤＴＢのすべてを特性測定回路３３に配置し、コンパレータＣＭＰＢ１０の判定結果を第１の制御部３４に報知するように構成することも可能である。
【００６７】
抵抗分割部ＲＤＶＢ１０は、発電素子２０の電圧出力ラインと基準電位（ここでは接地電位）ＧＮＤ間の抵抗素子ＲＢ１１、ＲＢ１２を直列に接続して構成され、その接続ノードＮＤＢ１１に抵抗分割した電圧が最大動作点電圧Ｖｐｍとして現れる。
抵抗分割部ＲＤＶＢ２０は、測定した開放電圧Ｖｏｃの供給ラインと最大動作点電圧Ｖｐｍの供給ラインとの間に抵抗素子ＲＢ２１、ＲＢ２２を直列に接続して構成され、その接続ノードＮＤＢ２１に抵抗分割した閾値電圧｛（Ｖｐｍ＋Ｖｏｃ）／２｝として現れる。
コンパレータＣＭＰＢ１０は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴと閾値電圧｛（Ｖｐｍ＋Ｖｏｃ）／２｝とを比較する。
コンパレータＣＭＰＢ１０は、電圧ＶＢＡＴが閾値電圧｛（Ｖｐｍ＋Ｖｏｃ）／２｝より高い場合には、昇圧が必要として、経路切替信号ＰＡＴＨをたとえばハイレベルでパワースイッチ回路３２に出力する。
パワースイッチ回路３２は、経路切替信号ＰＡＴＨをハイレベルで受けると、発電素子２０を電圧変換部３１に接続してその出力を蓄電素子４０側に接続する経路を形成する。
コンパレータＣＭＰＢ１０は、電圧ＶＢＡＴが閾値電圧｛（Ｖｐｍ＋Ｖｏｃ）／２｝以下に場合には、昇圧が不要として、経路切替信号ＰＡＴＨをローレベルでパワースイッチ回路３２に出力する。
パワースイッチ回路３２は、経路切替信号ＰＡＴＨをローレベルで受けると、電圧変換部３１と負荷である蓄電素子４０とを切り離して、発電素子２０を蓄電素子４０側に直接接続（直結）する経路を形成する。
【００６８】
図９は、本実施形態に係る昇圧直結切替制御の概念をより具体的に示す図である。
【００６９】
上述したように、第１の制御部３４は、Ｖｐｍ≦ＶＢＡＴ≦Ｖｏｃを満たす電圧を昇圧直結切替制御の切替閾値とする。
たとえば第１の制御部３４は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが、発電素子２０の最大動作点電圧Ｖｐｍと発電素子２０の開放電圧Ｖｏｃの平均値より大きいか否かを判定する電圧Ｖｄｄｃ_ｓｔａｒｔを切替閾値とする。
図９において、ＰＷＲＬは昇圧した場合の変換ロスによる発電電力低下分を示している。ＰＷＲＢは昇圧した場合の電力を示し、ＰＷＲＤは直結（直付け）した場合の電力を示している。
【００７０】
図９中、符号Ｘで示す領域は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが切替閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｓｔａｒｔ以下の領域である。この領域Ｘにおいては、最大動作点電圧Ｖｐｍを含み、ＭＰＰ付近にあることから昇圧分のロスの方が大きい。したがって、この領域Ｘでは昇圧しないで直付けした方が得である。この場合、経路切替信号ＰＡＴＨはローレベルに設定される。
【００７１】
符号Ｙで示す領域は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが切替閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｓｔａｒｔ以上で開放電圧Ｖｏｃ以下にある領域である。
この領域では、基本的に昇圧した方が得である。ここで、発電素子２０による発電出力電圧がある程度の電圧以下であると動作上に影響を及ぼす場合があることから、本実施形態では、この発電出力電圧について最低補償閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｍｉｎを設定している。
そして、最大動作点電圧Ｖｐｍが最低補償閾地電圧Ｖｄｄｃ_ｍｉｎより低い（Ｖｐｍ＜Ｖｄｄｃ_ｍｉｎ）場合は直付けする。その理由は、昇圧したいが、最大動作点電圧Ｖｐｍが小さいために、昇圧しても損失の方が大きいからである。この場合、経路切替信号ＰＡＴＨはローレベルに設定される。
一方、Ｖｐｍ≧Ｖｄｄｃ_ｍｉｎの場合は昇圧する。この場合、経路切替信号ＰＡＴＨはハイレベルに設定される。
【００７２】
符号Ｚで示す領域は、基本的に昇圧しないと発電することができない領域である。
ただし、Ｖｐｍ＜Ｖｄｄｃ_ｍｉｎの場合は開放し、Ｖｐｍ≧Ｖｄｄｃ_ｍｉｎの場合は昇圧する。昇圧する場合、経路切替信号ＰＡＴＨはハイレベルに設定される。
【００７３】
図１０は、本実施形態に係る発電素子（太陽電池）の昇圧系に接続するか蓄電素子に直結するかを決定するため状態判定処理の第１例を示すフローチャートである。
【００７４】
まず、第１の制御部３４は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが切替閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｓｔａｒｔより高いか否かを判定する（ＳＴ１）。
ステップＳＴ１で、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが切替閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｓｔａｒｔ以下であると判定した場合には、第１の制御部３４は、経路切替信号ＰＡＴＨをローレベルでパワースイッチ回路３２に出力する。
パワースイッチ回路３２は、経路切替信号ＰＡＴＨをローレベルで受けると、電圧変換部３１と負荷である蓄電素子４０とを切り離して、発電素子２０を蓄電素子４０側に直接接続（直結）する経路を形成する。
ステップＳＴ１において、第１の制御部３４は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが切替閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｓｔａｒｔより高いと、最大動作点電圧Ｖｐｍが最低補償閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｍｉｎ以上であるか否かを判定する（ＳＴ２）。
ステップＳＴ２において、最大動作点電圧Ｖｐｍが最低補償閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｍｉｎ以上であると判定すると、第１の制御部３４は、経路切替信号ＰＡＴＨをローレベルでパワースイッチ回路３２に出力する。
パワースイッチ回路３２は、経路切替信号ＰＡＴＨをハイレベルで受けると、発電素子２０を電圧変換部３１に接続してその出力を蓄電素子４０側に接続する経路を形成する。
ステップＳＴ２において、最大動作点電圧Ｖｐｍが最低補償閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｍｉｎより小さいと判定すると、第１の制御部３４は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが開放電圧Ｖｏｃより低いか否かの判定を行う（ＳＴ３）。
ステップＳＴ３において、最大動作点電圧Ｖｐｍが最低補償閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｍｉｎより小さいと判定すると、経路切替信号ＰＡＴＨをローレベルでパワースイッチ回路３２に出力する。
パワースイッチ回路３２は、経路切替信号ＰＡＴＨをローレベルで受けると、電圧変換部３１と負荷である蓄電素子４０とを切り離して、発電素子２０を蓄電素子４０側に直接接続（直結）する経路を形成する。
ステップＳＴ３において、最大動作点電圧Ｖｐｍが最低補償閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｍｉｎ以上であると判定すると、端子を開放する。この端子開放箇所としては、たとえば図１におけるパワースイッチ回路３２の端子Ｖｏｕｔとなる。
【００７５】
図１１は、本実施形態に係る昇圧直結切替制御の概念をより簡易的に示す図である。
【００７６】
図１１の例は、図９の具体例をより簡易的に示している。
この場合も、第１の制御部３４は、Ｖｐｍ≦ＶＢＡＴ≦Ｖｏｃを満たす電圧を昇圧直結切替制御の切替閾値とする。
たとえば第１の制御部３４は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが、発電素子２０の最大動作点電圧Ｖｐｍと発電素子２０の開放電圧Ｖｏｃの平均値より大きいか否かを判定する電圧Ｖｄｄｃ_ｓｔａｒｔを切替閾値とする。
図１１の例は、切替閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｓｔａｒｔより低いＸ領域と高いＹ領域のみに場合分けして昇圧直結の切替制御を行う。
【００７７】
図１１中、符号Ｘ２で示す領域は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが切替閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｓｔａｒｔ以下の領域である。この領域Ｘ２においては、最大動作点電圧Ｖｐｍを含み、ＭＰＰ付近にあることから昇圧分のロスの方が大きい。したがって、この領域Ｘでは昇圧しないで直付けした方が得である。この場合、経路切替信号ＰＡＴＨはローレベルに設定される。
【００７８】
符号Ｙ２で示す領域は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが切替閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｓｔａｒｔ以上にある領域である。
この領域では、基本的に昇圧する必要がある。
ただし、Ｖｐｍ＜Ｖｄｄｃ_ｍｉｎの場合は開放し、Ｖｐｍ≧Ｖｄｄｃ_ｍｉｎの場合は昇圧する。昇圧する場合、経路切替信号ＰＡＴＨはハイレベルに設定される。
【００７９】
図１２は、本実施形態に係る発電素子（太陽電池）の昇圧系に接続するか蓄電素子に直結するかを決定するため状態判定処理の第２例を示すフローチャートである。
【００８０】
まず、第１の制御部３４は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが切替閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｓｔａｒｔより高いか否かを判定する（ＳＴ１Ａ）。
ステップＳＴ１Ａで、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが切替閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｓｔａｒｔ以下であると判定した場合には、第１の制御部３４は、経路切替信号ＰＡＴＨをローレベルでパワースイッチ回路３２に出力する。
パワースイッチ回路３２は、経路切替信号ＰＡＴＨをローレベルで受けると、電圧変換部３１と負荷である蓄電素子４０とを切り離して、発電素子２０を蓄電素子４０側に直接接続（直結）する経路を形成する。
ステップＳＴ１Ａにおいて、第１の制御部３４は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが切替閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｓｔａｒｔより高いと、最大動作点電圧Ｖｐｍが最低補償閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｍｉｎ以上であるか否かを判定する（ＳＴ２Ａ）。
ステップＳＴ２において、最大動作点電圧Ｖｐｍが最低補償閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｍｉｎ以上であると判定すると、第１の制御部３４は、経路切替信号ＰＡＴＨをローレベルでパワースイッチ回路３２に出力する。
パワースイッチ回路３２は、経路切替信号ＰＡＴＨをハイレベルで受けると、発電素子２０を電圧変換部３１に接続してその出力を蓄電素子４０側に接続する経路を形成する。
ステップＳＴ２Ａにおいて、最大動作点電圧Ｖｐｍが最低補償閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｍｉｎより小さいと判定すると、第１の制御部３４は、端子を開放する。この端子開放箇所としては、たとえば図１におけるパワースイッチ回路３２の端子Ｖｏｕｔとなる。
【００８１】
以上のように、本実施形態においては、簡単な回路で精度よく昇圧する、しない（太陽電池と蓄電池を直結）の判定が可能である。
【００８２】
［降圧直結切替制御］
次に、電圧変換部３１が降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータの場合の、第１の制御部３４による昇圧直結切替制御について説明する。
図５に関連付けて説明したように、本実施形態の電力制御装置３０は、基本的に降圧系の電圧変換部３１を通して給電素子（太陽電池）２０から蓄電素子（蓄電池）４０に充電する回路を構成を有している。
そして、第１の制御部３４は、昇圧系の場合と同様に、パワースイッチ回路３２は、発電素子２０を電圧変換部３１に接続してその出力を蓄電素子４０側に接続するか、発電素子２０の出力を蓄電素子４０側に直接接続する等の切替制御を行う。
【００８３】
図１３は、本実施形態に係る降圧直結切替制御の概念を説明するための太陽電池の電力電圧特性を示す図である。
【００８４】
第１の制御部３４は、蓄電素子（蓄電池）４０の電圧ＶＢＡＴを発電素子（太陽電池）２０の最大動作点電圧Ｖｐｍと比較し、ＶＢＡＴ≦Ｖｐｍを満たす電圧を降圧直結切替制御の切替閾値とする。
すなわち、第１の制御部３４は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが発電素子２０の最大動作点電圧Ｖｐｍ以下の電圧を切替閾値とする。
たとえば、第１の制御部３４は、ＶＢＡＴ≦Ｖｐｍ×０．９を閾値とする。
すなわち、一例として、第１の制御部３４は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが、発電素子２０の最大動作点電圧Ｖｐｍの９０％の電圧以下か否かを判定する電圧Ｖｄｄｃ_ｓｔａｒｔを切替閾値とする。
第１の制御部３４は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが、発電素子２０の最大動作点電圧Ｖｐｍ以上（ＶＢＡＴ≧Ｖｐｍ）の場合、降圧は不要と判断する。
したがって、この以外の領域に切替閾値を設定することで、発電効率が大きく低下することはなくなる。
【００８５】
本実施形態においては、特性測定回路３３において、定期的に開放電圧Ｖｏｃを測定し降圧系電圧変換部３１に接続するか発電素子２０と蓄電素子４０を直結するか否かの判断をする。
この判断で用いられる最大動作点電圧Ｖｐｍは、測定した開放電圧に所定の係数Ｃｏｅｆ、たとえば０．８を乗算して、抵抗分割で求めることが可能である。
【００８６】
図１４は、本実施形態に係る降圧系の電圧変換部の場合の発電素子の最大動作点電圧の検出系を示す回路図である。
【００８７】
図１４の最大動作点電圧の検出系ＭＶＤＴ２は、抵抗分割部ＲＤＶＤ１０，ＲＤＶＤ２０、およびコンパレータＣＭＰＤ１０を含んで構成されている。
検出系ＭＶＤＴ２は、たとえば抵抗分割部ＲＤＶＤ１０，ＲＤＶＤ２０が特性測定回路３３に配置され、コンパレータＣＭＰＤ１０が第１の制御部３４に配置される。
あるいは、検出系ＭＶＤＴ２のすべてを特性測定回路３３に配置し、コンパレータＣＭＰＤ１０の判定結果を第１の制御部３４に報知するように構成することも可能である。
【００８８】
抵抗分割部ＲＤＶＤ１０は、発電素子２０の電圧出力ラインと基準電位（ここでは接地電位）ＧＮＤ間の抵抗素子ＲＤ１１、ＲＤ１２を直列に接続して構成され、その接続ノードＮＤＤ１１に抵抗分割した電圧が最大動作点電圧Ｖｐｍとして現れる。
抵抗分割部ＲＤＶＤ２０は、最大動作点電圧Ｖｐｍの供給ラインと基準電位間に抵抗素子ＲＤ２１、ＲＤ２２を直列に接続して構成され、その接続ノードＮＤＤ２１に抵抗分割した閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｓｔａｒｔとして現れる。
コンパレータＣＭＰＤ１０は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴと閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｓｔａｒｔとを比較する。
コンパレータＣＭＰＤ１０は、電圧ＶＢＡＴが閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｓｔａｒｔより低い場合には、降圧が必要として、経路切替信号ＰＡＴＨをたとえばハイレベルでパワースイッチ回路３２に出力する。
パワースイッチ回路３２は、経路切替信号ＰＡＴＨをハイレベルで受けると、発電素子２０を電圧変換部３１に接続してその出力を蓄電素子４０側に接続する経路を形成する。
コンパレータＣＭＰＤ１０は、電圧ＶＢＡＴが閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｓｔａｒｔ以上の場合には、降圧が不要として、経路切替信号ＰＡＴＨをローレベルでパワースイッチ回路３２に出力する。
パワースイッチ回路３２は、経路切替信号ＰＡＴＨをローレベルで受けると、電圧変換部３１と負荷である蓄電素子４０とを切り離して、発電素子２０を蓄電素子４０側に直接接続（直結）する経路を形成する。
【００８９】
図１５は、本実施形態に係る降圧直結切替制御の概念をより具体的に示す図である。
【００９０】
上述したように、第１の制御部３４は、ＶＢＡＴ≦Ｖｐｍを満たす電圧を降圧直結切替制御の切替閾値とする。
たとえば第１の制御部３４は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが、発電素子２０の最大動作点電圧Ｖｐｍより低いか否かを判定する電圧Ｖｄｄｃ_ｓｔａｒｔを切替閾値とする。
図１５において、ＰＷＲＬは昇圧した場合の変換ロスによる発電電力低下分を示している。
【００９１】
図１５中、符号Ｘで示す領域は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが切替閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｓｔａｒｔ以下の領域である。この領域Ｘにおいては、降圧する。この場合、経路切替信号ＰＡＴＨはハイレベルに設定される。
【００９２】
符号Ｙで示す領域は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが切替閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｓｔａｒｔ以上にある領域である。
この領域では、基本的に降圧せずに直結（直付け）した方が得である。
この領域Ｘにおいては、降圧できない、またはＭＰＰ付近にあることから降圧分のロスの方が大きい。したがって、この領域Ｘでは降圧しないで直付けした方が得である。この場合、経路切替信号ＰＡＴＨはローレベルに設定される。
【００９３】
ここで、発電素子２０による発電出力電圧がある程度の電圧以上であると動作上に影響を及ぼす場合があることから、本実施形態では、この電出力電圧について最高補償閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｍａｘを設定している。
【００９４】
図１６は、本実施形態に係る発電素子（太陽電池）の降圧系に接続するか蓄電素子に直結するかを決定するため状態判定処理の一例を示すフローチャートである。
【００９５】
まず、第１の制御部３４は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが切替閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｓｔａｒｔより低いか否かを判定する（ＳＴ１１）。
ステップＳＴ１１で、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが切替閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｓｔａｒｔ以上であると判定した場合には、第１の制御部３４は、経路切替信号ＰＡＴＨをローレベルでパワースイッチ回路３２に出力する。
パワースイッチ回路３２は、経路切替信号ＰＡＴＨをローレベルで受けると、電圧変換部３１と負荷である蓄電素子４０とを切り離して、発電素子２０を蓄電素子４０側に直接接続（直結）する経路を形成する。
ステップＳＴ１１において、第１の制御部３４は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが切替閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｓｔａｒｔより低いと、最大動作点電圧Ｖｐｍが最高補償閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｍａｘ以下であるか否かを判定する（ＳＴ１２）。
ステップＳＴ２において、最大動作点電圧Ｖｐｍが最高補償閾値電圧Ｖｄｄｃ_ｍａｘ以下であると判定すると、第１の制御部３４は、経路切替信号ＰＡＴＨをローレベルでパワースイッチ回路３２に出力する。
パワースイッチ回路３２は、経路切替信号ＰＡＴＨをハイレベルで受けると、発電素子２０を電圧変換部３１に接続してその出力を蓄電素子４０側に接続する経路を形成する。
【００９６】
以上のように、本実施形態においては、簡単な回路で精度よく降圧する、しない（太陽電池と蓄電池を直結）の判定が可能である。
【００９７】
［電圧変換部３１の具体的な構成例］
図１７は、本実施形態に係る電圧変換部としての昇圧型スイッチングレギュレータの基本的な構成例を示す回路図である。
【００９８】
このスイッチングレギュレータ３１Ａは、発電素子側キャパシタＣ３１、インダクタＬ３１、ダイオードＤ３１、二次電池側キャパシタＣ３２、および動作電圧制御部３１０を主構成要素として構成されている。スイッチングレギュレータは、ＤＣ−ＤＣコンバータを構成する。
【００９９】
動作電圧制御部３１０は、スイッチングトランジスタ（ＳＷ）Ｑ３１、入力電圧検出部としてのコンパレータ３１１、およびＰＦＭ（パルス周波数変調）制御部３１２を有する。
【０１００】
コンパレータ３１１は、第１の制御部３４により供給される可変リファレンス電圧Ｖｒｅｆと発電素子（太陽電池）２０で発電された電圧である入力電圧ＶＩとを比較する。
コンパレータ３１０は、入力電圧ＶＩがリファレンス電圧Ｖｒｅｆを超えると出力がハイレベルに切り替わる。
【０１０１】
ＰＦＭ制御部３１２は、コンパレータ３１１の出力により固定幅のパルスを発生し、所定時間、スイッチングトランジスタＱ３１をオンさせる。
ＰＦＭ制御部３１２は、イネーブル信号ＥＮによりイネーブル状態となり、リセット信号ＲＳＴによりリセット可能に構成される。
【０１０２】
図１８は、昇圧型スイッチングレギュレータの基本動作を説明するための図である。
【０１０３】
昇圧型スイッチングレギュレータは、自励発振によるスイッチング動作を行う。
入力に接続した発電素子（太陽電池）２０の動作点（動作電圧）を制御する。
入力は発電素子２０で発電された電圧であり、出力は蓄電素子４０（二次電池（Li+電池）であり、発電素子（太陽電池）２０の動作点制御によりＭＰＰＴを行う。
【０１０４】
昇圧型スイッチングレギュレータは、基本的に、図１８に示すように、スイッチングトランジスタＱ３１がオンすると、流れ込む電流により、インダクタＬ３１にエネルギーが蓄えられる。
スイッチングトランジスタＱ３１がオフすると、インダクタＬ３１が蓄えたエネルギーを放出する。
これにより、入力電圧ＶＩにインダクタＬ３１のエネルギーが上積みされる。その結果、入力電圧は昇圧される。
【０１０５】
次に、上記基本動作を踏まえて、本実施形態に係る図１７の昇圧型スイッチングレギュレータの動作を説明する。
図１９は、図１７の昇圧型スイッチングレギュレータの動作を説明するための図である。
【０１０６】
＜１＞入力電圧ＶＩがリファレンス電圧Ｖｒｅｆを超えると、コンパレータ３１１の出力がハイレベルになる。
＜２＞コンパレータ３１１の出力に応答して、ＰＦＭ制御部３１２が固定幅のパルスを発生する（ＳＷ＝ＯＮ）。これにより、インダクタＬ３１のエネルギーが放出される。
＜３＞入力電圧ＶＩがリファレンス電圧Ｖｒｅｆより低くなると、コンパレータ３１１の出力はローレベルとなり、スイッチングトランジスタＱ３１がオフする。
これにより、インダクタ３１に蓄えられたエネルギーの放出からインダクタＬ３１へのエネルギーの充電動作となる。
以上の動作が繰り返される。
【０１０７】
この場合、発電素子（太陽電池）２０はリファレンス電圧Ｖｒｅｆ付近の電圧で動作する。
このリファレンス電圧Ｖｒｅｆを第１の制御部３４が変えることで、発電素子（太陽電池）２０の動作点（動作電圧）を制御可能である。
【０１０８】
なお、本実施形態では、昇圧しない時は、コンパレータ・ＰＦＭ制御回路をシャットダウンするシャットダウン機能を持たせることも可能である。
また、上記したように、自励発振が何らかの理由でストップしてしまったときにリセットをかけるリセット機能を持たせることも可能である。
また、スイッチングトランジスタＱ３１のオン時間はインダクタＬ３１のピーク電流に影響することから、入力電流、接続する発電素子（太陽電池）によってオン時間を変えるように構成することも可能である。
【０１０９】
ＰＦＭパルス幅（スイッチＯＮ時間）は、インダクタＬ３１のピーク電流が一定範囲以内に収まるように調整する必要がある。
定格、ノイズ、効率などの観点から、場合によってはレンジ毎に数種類から選択できるようにすることが望ましい。
【０１１０】
また、電圧変換部を以下のように構成することも可能である。
スイッチング周波数の変化から周囲環境変化を検知する。
この場合、Δｔ毎にスイッチング回数をカウントし、前回との差分をとる。
スイッチング周波数の変化を測定し、周波数が高くなると、発電量が増大したことに相当することから、リファレンス電圧Ｖｒｅｆを変更し、パスを切り替える。
周波数が低くなると、発電量は減少したことに相当し、これに応答してリファレンス電圧Ｖｒｅｆを変更し、パスを切り替え、昇圧動作を停止する。
【０１１１】
また、スイッチング周波数から電流を測定する。
リファレンス電圧Ｖｒｅｆ、スイッチングトランジスタＱ３１のＯＮ時間を固定とすると、スイッチング周波数は入力電流に依存する。
これにより、スイッチング周波数から電流を算出することが可能である。
【０１１２】
ここで、スイッチング周波数の増減に応じてリファレンス電圧Ｖｒｅｆを変更する具体的な構成例について説明する。
【０１１３】
図２０は、図１７のＰＦＭ制御部における動作周波数の変化を検出する検出系を備えた昇圧型スイッチングレギュレータの構成例を示す回路図である。
図２０においては、理解を容易にするために図１７と同一構成部分は同一符号をもって表している。
図２０のスイッチングレギュレータ３１Ｂは、図１７の構成に加えて、ＯＦＦタイミング検出部３１３、充電終了検出部３１４、カウンタ３１５、レジスタ３１６、および減算器３１７を有する。
ＯＦＦタイミング検出部３１３、および充電終了検出部３１４はコンパレータにより構成可能である。
【０１１４】
スイッチングトランジスタＱ３１のソースと基準電位ＶＳＳ間に抵抗Ｒ３１が接続され、その接続点によりノードＮＤ３１が形成されている。
ＯＦＦタイミング検出部３１３は、閾値Ｖｒｅｆ１とノードＮＤ３１の電位を比較して、スイッチングトランジスタＱ３１のＯＦＦタイミングを検出し、その検出結果をＰＦＭ制御部３１２に出力する。
充電終了検出部３１４は、出力電圧（ダイオードのカソード側電位）と閾値Ｖｒｅｆ２とを比較して、充電終了を検出し、その検出結果をＰＦＭ制御部３１２に出力する。
【０１１５】
太陽電池である発電素子２０の電流の変化(照度の変化)により、変圧回路であるＰＦＭ制御部３１２の動作周波数が変化する。
発電素子２０の電流の変化(照度の変化)によりインダクタＬ３１のチャージ時間が変化する。この場合、電流が多いほどチャージ時間は短くなる。
変圧回路（ＰＦＭ）を使用している場合、スイッチング周波数の変化で照度の変化を測定可能である。
この手法は、定期的に変圧回路であるＰＦＭ制御部３１２を止めて開放電圧を測る手法に比べ、ＡＤＣを使わないので低電力周波数の変化をトリガとして制御可能である。
図２０の例では、スイッチングトランジスタＱ３１のゲート制御信号をカウンタ３１５でカウントすることで周波数を測定可能である。
【０１１６】
太陽電池である発電素子２０の電流が大きいほど周波数は高いと判断できる。
太陽電池太陽電池である発電素子２０の電流が小さいほど周波数は低いかスイッチングが停止状態にあると判断できる。
そして、第１の制御部３４の制御部の下、周波数の変化が既定以上になった場合，Ｉ−Ｖ特性(あるいは短絡電流)を測定しなおし、ＭＰＰＴ制御をやり直す。
また、変化が大きくなった場合に測定しなおすように構成することも可能である。
周波数の測定は、変圧回路であるＰＦＭ制御部３１２のスイッチングパルス信号をカウンタ３１５でカウントする。そしてＭ定期的にカウンタ値をポーリングし、減算器３１７で差分を求めることで実現可能である。
追従トリガを周波数の変化とすることにより、ＭＰＰＴのずれを測定する回数を減らし制御電力を低減することが可能となる。
【０１１７】
また、ＭＴＴＰ制御において、温度変化に応じた制御を行うことも可能である。
図２１は、発電素子（太陽電池）のＩ−Ｖ特性が温度変化に応じて変化する様子を示す図である。
図２１に示すように、発電素子（太陽電池）のＩ−Ｖ特性が温度変化に応じて変化することから、第２の制御部３５でサーミスタ５０を監視して、その検出温度情報を第１の制御部３４に供給する。
第１の制御部３４は、温度情報に応じてあらかじめ温度と対応つけた係数を選択して、たとえばＭＴＴＰ制御のリファレンス電圧Ｖｒｅｆにその係数を乗算して温度変換に追従したＭＴＴＰ制御を行う。
この場合、常温２５°Ｃを中心として、±１０〜１５程度の通常温度範囲では、通常のＭＴＴＰ制御を行い、通常温度範囲より高い温度範囲では第１の係数を用い、低い温度範囲では第２の係数を用いる等、種々の態様が可能である。
ここでのＭＴＴＰ制御は、電圧変換部３１の制御だけでなく、パワースイッチ回路３２の電力経路の接続切り替えにも適用可能である。
【０１１８】
なお、以上の説明では、電圧変換部３１を昇圧型スイッチングレギュレータとしたが、図２２に示すような降圧型スイッチングレギュレータ３１Ｃを適用することも可能である。
基本的に、この降圧型スイッチングレギュレータ３１Ｃは、昇圧型とインダクタＬ３１、ダイオードＤ３１との接続形態が異なる以外は同様の構成を有している。
したがって、図２０の回路構成もそのまま適用可能である。
【０１１９】
［逆流防止回路の構成例］
図２３は、本実施形態に係る逆流防止回路の構成例を示す回路図である。
【０１２０】
逆流防止回路３６は、パワースイッチ回路３２の出力から蓄電素子４０への電圧供給ラインＬＶに配置される。
この逆流防止回路３６は、抵抗Ｒ４１、ＰＭＯＳＦＥＴにより形成されるスイッチングトランジスタＱ４１、ダイオードＤ４１、およびコンパレータ３６１を有する。
電圧供給ラインＬＶ１の発電素子側ノードＮＤ４１と蓄電素子４０側ノードＮＤ４２との間に、抵抗Ｒ４１およびスイッチングトランジスタＱ４１が直列に接続され、スイッチングトランジスタＱ４１に並列に逆流防止用ダイオードＤ４１が接続されている。
コンパレータ３６１は、ノードＮＤ４１の電位とノードＮＤ４２の電位を比較し、その結果によりスイッチングトランジスタＱ４１をオン、オフする。
【０１２１】
逆流防止回路３６は、蓄電素子４０から発電素子（太陽電池）２０への逆流防止ダイオードのバイパス制御を行う。
逆流防止回路３６は、逆流を防止しつつ、順方向電圧ＶＦによる損失を低減する。
【０１２２】
ノードＮＤ４１の電位がノードＮＤ４２の電位より高く逆流となる状態でない場合には、逆流未検出としてコンパレータ３６１の出力がローレベルとなる。
その結果、スイッチングトランジスタＱ４１はオンし、逆流防止用ダイオードＤ４１をバイパスする。
ノードＮＤ４２の電位がノードＮＤ４１の電位より高く逆流となる状態である場合は、逆流検出としてコンパレータ３６１の出力がハイレベルとなる。
その結果、スイッチングトランジスタＱ４１はオフし、逆流防止用ダイオードＤ４１のみの接続ラインとする。
【０１２３】
なお、上記構成においては、逆流防止回路による損失が、ダイオード接続による損失よりも小さくなるようにする必要がある。
ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗だけで逆流を検出できるようにすることも可能である。
コンパレータ３６１の消費電力をできるだけ抑えることが望ましい。
【０１２４】
また、二次電池の特性を利用して逆流防止を行うことも可能である。
この場合、充電中に電池電圧が急激に低下したら逆流防止用ダイオードＤ４１のみの接続ラインとする（充電電圧 ＞ 放電電圧）。
【０１２５】
［蓄電素子の充電制御］
次に、第２の制御部３５を中心とした蓄電素子（蓄電池）４０に対する充電制御について説明する。
【０１２６】
図２４は、本実施形態に係る蓄電素子（蓄電池）４０に対する第１の充電制御について説明するための図である。
図２４において、横軸が時間を示し、縦軸が蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴを示している。
そして、図２４において、ＦＶはほぼ満充電とみさせる電圧を、ＦＶＯは満充電開放電圧を、ＶＣＲＧは充電電圧をそれぞれ示している。
さらに、図２４において、Ｐ１〜Ｐ１０（Ｐｎ）は蓄電素子４０の端子を開放して蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴを測定（監視）する測定ポイントを示している。
そして、図２４において、Ｄ１〜Ｄ９は隣接する測定ポイント間の時間間隔を示し、Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３＞Ｄ４＞Ｄ５＞Ｄ６＞Ｄ７＞Ｄ８＞Ｄ９の関係にある。
すなわち、第２の制御部３５は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴに応じて蓄電素子４０の端子を開放して蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴを測定（監視）する測定ポイント間隔を動的に変えるように制御する。
本実施形態では、第２の制御部３５は、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが高くなるに従って測定ポイント間隔が短くなるように制御する。
【０１２７】
前述したように、本実施形態に係る電力制御装置３０は、蓄電素子４０の端子開放電圧を閾値電圧と比較することで満充電検知ができる蓄電池への充電制御を採用している。
そして、電力制御装置３０の第２の制御部３５は、蓄電素子４０の電圧を監視し、蓄電素子４０の端子開放時の電圧ＶＢＡＴがある満充電電圧ＦＶ以上に達した場合に次のような制御を行う。
第２の制御部３５は、たとえば制御信号ＣＴＬ３５により充電を停止する充電制御を行うことが可能で、制御信号ＣＴＬ３５により蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが高いほど、蓄電素子４０の端子開放時間間隔Ｄが短くなるよう制御する。
また、電力制御装置３０は、太陽電池等の発電素子２０の出力が変動する電源から蓄電素子４０への充電の場合、特性測定回路３３から供給される発電素子（電源）２０の出力電圧ＶＣ１が高いほど開放時間間隔Ｄが短くなるように制御する。
【０１２８】
このように、本実施形態に係る第２の制御部３５は、制御信号ＣＴＬ３５により蓄電素子４０の開放電圧測定時間間隔Ｄを動的に変える機能を有する。
第２の制御部３５は、開放電圧測定時間間隔Ｄを蓄電素子４の電圧ＶＢＡＴに依存して変更する。具体的には、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが高いほど、測定時間間隔Ｄを短くする。
また、第２の制御部３５は、発電素子（太陽電池）２０の出力電圧ＶＣ１に依存して変更する。具体的には、発電素子（太陽電池）２０の出力電圧ＶＣ１が高いほど、測定時間間隔Ｄを短くする。
なお、第２の制御部３５は、開放電圧測定時間間隔Ｄを蓄電素子４の電圧ＶＢＡＴおよび発電素子（太陽電池）２０の出力電圧ＶＣ１に依存して変更することも可能である。
第２の制御部３５は、蓄電素子４０の電圧が満充電開放電圧以上になった場合も、蓄電素子４０または発電素子２０の電圧に応じて蓄電素子の端子開放時間間隔を変更する制御を行う。
【０１２９】
このような充電制御により、蓄電素子（蓄電池）への充電において、満充電検知時の充電損失を減らし、また過充電を防止することが可能となる。
【０１３０】
図２５は、本実施形態に係る蓄電素子（蓄電池）４０に対する第２の充電制御について説明するための図である。
【０１３１】
図２５の第２の充電制御が図２４の充電制御と異なる点は、充電電圧が満充電開放電圧ＦＶＯ付近に達するまで、蓄電素子４０の端子を開放しない。
これにより、蓄電素子４０の開放による充電損失を少なくする。
すなわち、開放前に満充電電圧ＦＶに達してから、蓄電素子４０の端子を開放しての測定を開始する。
この場合、開放電圧測定時間間隔Ｄは一定でもよく、また第１の充電制御方法と同様に、蓄電素子４の電圧ＶＢＡＴに依存して変更するように構成することも可能である。
【０１３２】
第２の充電制御方法では、電力制御装置３０の第２の制御部３５は、蓄電素子端子開放時の電圧が満充電電圧以上に達した場合、次にように制御する。
第２の制御部３５は、充電を停止する充電制御を行う際に、蓄電素子４０の端子を開放しないで充電時の電圧が満充電電圧ＦＶＯ以上になるまでは、蓄電素子４０の端子を開放しての満充電検知を行わないように制御する。
これにより、電力制御装置３０は、蓄電素子４０への充電において、満充電検知時の充電損失を減らし、また過充電を防止することが可能となっている。
【０１３３】
［充電制御］
次に、電力制御装置３０の電流電圧制限回路３７による蓄電素子４０への充電制御について説明する。
図２６は、本実施形態に係る電流電圧制限回路の構成例を示す回路図である。
【０１３４】
電流電圧制限回路３７は、電圧供給ラインに配置されるＭＯＳＦＥＴＱ５１、Ｑ５２、誤差アンプ３７１〜３７３、定電流源Ｉ５１，Ｉ５２、外付けの抵抗Ｒ５１〜Ｒ５５を有する。
【０１３５】
電流電圧制限回路３７では、ＭＯＳＦＥＴＱ５１、Ｑ５２のゲート電位を誤差アンプ３７１〜３７３で制御する。
制御電圧として、電圧レギュレーションの場合は誤差アンプ３７１に与えられる基準電圧Ｖｒｅｆ１である。
電流レギュレーションの場合は、制御電圧として蓄電素子（BAT）４０のＲ５５のパスから定電流源Ｉ５１、Ｉ５２で電流を引っ張った場合の電圧ドロップ分とする。
また、最大制限と初期充電制限の２種類の制御を設ける。
【０１３６】
［ΔＶ検出手法］
ＣＶ充電になってから、たとえば５分などの周期でΔＶ検出を開始する。
周期を５分としたのは発電素子（太陽電池）２０の出力電力性能や蓄電素子４０の充電容量等による。
ΔＶ検出中に充電を停止し、蓄電素子４０の開放電圧を測定する。
充電を停止する時間は２秒、３秒などである。停止時間はＡＤＣや蓄電素子４０の性能等による。
本実施形態においては、蓄電素子４０への開放前の充電電圧と、蓄電素子端子の開放時の電圧との差分をΔＶとして測定し、その差分ΔＶが一定値以下、たとえば５０ｍＶなどの値以下の場合、充電を停止する。
【０１３７】
［全体の充電制御］
次に、電力制御装置３０による蓄電素子４０への充電制御について説明する。
図２７は、本実施形態に係る電力制御装置の全体的な充電制御を説明するためのフローチャートである。
ここで、第２の制御部３５は、サーミスタ５０の検出結果等を踏まえたパワースイッチ回路３２等への制御を行う。
以下の説明では、この第２の制御部３５、スタートアップ回路３８の動作も含めて全体的な充電制御について説明する。
【０１３８】
まず、ＭＰＰＴ充電をＯＦＦ（ＳＴ１０１）、初期充電をＯＦＦ（ＳＴ１０２）した状態で、発電素子２０による入力電圧ＶINが、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴより高いか否かの判定が行われる（ＳＴ１０３）。
ステップＳＴ１０３で入力電圧ＶINが、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴより高いと判定すると、ローでアクティブの充電イネーブル信号ＥＮ Ｘがローレベルであるか否かを判定する（ＳＴ１０４）。
充電イネーブル信号ＥＮ Ｘがローレベルであると、サーミスタ５０による温度が０°以下でなく（ＳＴ１０５）、６０°以上でない場合に（ＳＴ１０６）、初期充電がＯＮになる（ＳＴ１０７）。
これにより、発電素子２０で発電された電力による蓄電素子４０に対する初期充電が行われる。そして、ステップＳＴ１０３の処理に戻る。
また、ステップＳＴ１０５〜ＳＴ１０７で否定的な判定結果が得られた場合、初期充電をＯＦＦのままで（ＳＴ１０８）、ステップＳＴ１０３の処理に戻る。
【０１３９】
ステップＳＴ１０３で入力電圧ＶINが、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴより低いと判定すると、初期充電がＯＦＦになり（ＳＴ１０９）、ＭＴＴＰ充電がＯＦＦに保持される（ＳＴ１１０）。
次に、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが、満充電時の４．２Ｖに制限をかけた４．１Ｖより低いか否かの判定が行われる（ＳＴ１１１）。
蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが、４．１Ｖより低い場合には、発電素子２０−１，２０−２による入力電圧ＶINが、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴより高いか否かの判定が行われる（ＳＴ１１２）。
入力電圧ＶINが、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴより高い場合には、ステップＳＴ１０３の処理に戻り、低い場合には充電系回路の起動閾値電圧ＶSCENより起動電圧ＶSTARTが低いか否かの判定が行われる（ＳＴ１１３）。
起動閾値電圧ＶSCENより起動電圧ＶSTARTが高い場合はステップＳＴ１０９からの処理に戻る。
起動閾値電圧ＶSCENより起動電圧ＶSTARTが低い場合には次のようになる。
すなわち、サーミスタ５０による温度が０°以下でなく（ＳＴ１１４）、６０°以上でない場合で（ＳＴ１１５）、充電イネーブル信号ＥＮ Ｘがローレベルである場合に（ＳＴ１１６）、ＭＴＴＰ充電をＯＮになる（ＳＴ１１７）。
これに伴い、たとえば電圧変換部３１が適用されるようにスイッチングが行われている場合に、ＭＰＰＴ充電制御が行われる（ＳＴ１１８）。
ＭＰＰＴ充電制御後、ＭＰＰＴ充電がＯＦＦにされ（ＳＴ１１９）、蓄電素子４０の電圧ＶBATが、満充電時の４．２Ｖより低いか否かの判定が行われる（ＳＴ１２０）。
蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが、満充電時の４．２Ｖより低い場合には、入力電圧ＶINが、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴより高いか否かの判定が行われ（ＳＴ１２１）、高い場合にはステップＳＴ１０３からの処理に戻る。
入力電圧ＶINが、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴより低い場合には、発電素子２０の出力電圧ＶＣ１が電圧ＶTHRより低いか否かの判定が行われる（ＳＴ１２２）。
そして、出力電圧ＶＣ１が電圧ＶTHRより低い場合にはステップＳＴ１０３からの処理に戻り、高い場合には、ステップＳＴ１１４からの処理に戻る。
また、ステップＳＴ１２０で、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが、満充電時の４．２Ｖより高いと判定されると、システム給電機能がＯＮとなる（ＳＴ１２３）。
そして、蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴが、満充電時の４．２Ｖに制限をかけた４．１Ｖより低いか否かの判定が行われ（ＳＴ１２４）、低い場合にシステム給電機能がＯＦＦにされ（ＳＴ１２５）、ステップＳＴ１０３からの処理に戻る。
【０１４０】
なお、電流電圧制限回路３７が電力供給を制限しているときは、逆流防止回路３６の逆流防止機能を停止させるように制御することも可能である。
この制御は、電流電圧制限回路３７が直接的に行うように構成することも可能であり、また、第１の制御部３４または第２の制御部３５により制御するように構成することも可能である。
【０１４１】
また、第２の制御部３５が、二次電池である蓄電素子４０の電圧ＶＢＡＴを監視して満充電時には電圧変換部３１をオフにするように制御を行うことも可能である。
【０１４２】
また、図２８に示すように、電流電圧制限回路３７−２を発電素子２０２の接続部に配置して、発電素子２０の発電した電力が一定値以上の場合には供給電力を制限するように構成することも可能である。
この場合も、電流電圧制限回路３７−２が電力供給を制限しているときは、逆流防止回路３６の逆流防止機能を停止させるように制御することも可能である。
【０１４３】
図２８の構成では、電力制御装置３０の入力段と出力段に電流電圧制限回路を配置した場合を例示しているが、いずれか一方に配置するように構成することも可能である。
【０１４４】
＜５．異なる種類の太陽電池を用いる場合＞
図２９は、照度に対する電圧（開放電圧または最大動作点電圧）の変化率は、太陽電池の種類によって異なることを示す図である。
アモルファスシリコン（a-Si）は照度に対する電圧の変化率が少ない。
結晶シリコン（c-Si）は照度に対する電圧の変化率が大きい。
【０１４５】
そして、電圧の変化率の多い太陽電池の出力は、電圧（開放電圧または最大動作点電圧）がＶ１以下の場合は電圧変換部３１としてのＤＣ-ＤＣコンバータで昇圧するよう制御する。
また、電圧が電定電圧Ｖ２以上の場合はＤＣ-ＤＣコンバータで降圧するよう制御する。電圧がＶ１とＶ２の間にある場合、ＤＣ-ＤＣコンバータを通さないで、発電素子２０と蓄電素子４０側を直結して出力する。
【０１４６】
本実施形態の給電システムによれば、太陽電池等の発電素子２０から二次電池である蓄電素子（バッテリ）４０への充電（蓄電）を、日光下だけではなく、日陰や間接光、明るい室内等の日常の環境下で可能となる。
特に、太陽電池等の発電素子の最大動作点を維持するよう制御することができ、電力損失を回避することができる。
【０１４７】
また、本発明の実施形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。この記録媒体として、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（Mini Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、メモリカード、ブルーレイディスク（Blu-ray Disc（登録商標））等を用いることができる。
【符号の説明】
【０１４８】
１０・・・給電システム、２０・・・発電素子、３０・・・電力制御装置、３１・・・電圧変換部、３２・・・パワースイッチ回路（電力経路切替部）、３３・・・特性測定回路、３４・・・第１の制御部、３５・・・第２の制御部、３６・・・逆流防止回路、３７・・・電流電圧制限回路、３８・・・スタートアップ回路、４０・・・蓄電素子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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